科学家用实验证实霍金是对的:黑洞最终会消失

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[size=1pc]北京时间6月11日消息,1974年,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)做出了他最著名的预测之一:黑洞最终会完全消失。

[size=1pc]根据霍金的理论,黑洞并不完全是“黑”的,实际上会向外辐射粒子。霍金认为,这种辐射最终会从黑洞中吸走足够多能量和质量,造成黑洞消失。虽然这一理论被广泛认为是正确的,但曾经被认为几乎无法得到证明。

[size=1pc]但是,物理学家第一次证实了这种难以捉摸的霍金辐射——至少在实验室中证实了它的存在。由于霍金辐射过于微弱,我们目前的仪器无法在太空中探测到霍金辐射,但现在物理学家已经利用一个模拟黑洞观察到了霍金辐射,他们利用声波和宇宙中一些温度最低、最奇怪的物质模拟了黑洞。

[size=1pc]粒子对

[size=1pc]黑洞的引力异常强大,即使是运动速度达到光速的光子也无法逃脱它的引力。虽然太空中的真空通常被认为是空的,但量子力学的不确定性,决定了真空充满了虚拟粒子——物质粒子和反物质粒子对。反物质与对应的物质具有相同的质量,但带有相反的电荷。

[size=1pc]通常情况下,一对虚拟粒子出现后,它们会立即相互湮灭。但是,在黑洞旁边,异常强大的引力会将粒子对拆散,一个粒子被黑洞吸收,另一个粒子辐射到太空。被黑洞吸收的粒子带有负能量,它们会减少黑洞的能量和质量。吸收足够多的这些虚拟粒子,黑洞最终会消失。逃逸的粒子构成了霍金辐射。

[size=1pc]霍金辐射非常弱,我们目前无法在太空中探测到它,但物理学家已经提出非常有创意的方法,在实验室中测量霍金辐射。

[size=1pc]瀑布事件视界

[size=1pc]物理学家杰夫·斯坦豪尔(Jeff Steinhauer)及其在以色列理工学院的同事,利用一种被称为玻色-爱因斯坦冷凝物的温度极低的气体来模拟黑洞的事件视界。在这种气体的气体流中,他们设置了一处悬崖,形成了一个气体“瀑布”。当气体流过“瀑布”时,它将足够的势能转化为动能,气体流动的速度将超过声速。

[size=1pc]研究人员在气流中使用了成对的声子或量子声波,而非物质和反物质粒子。气体流动缓慢一侧的声子,运动方向与气流相反,会远离瀑布,而快速流动一侧的声子无法远离瀑布,会被超音速气体“黑洞”捕捉。

[size=1pc]斯坦豪尔向Live Science表示:“这种现象与我们尝试逆着流速超过我们游泳速度的水流游泳相似。我们感觉自己向前进了,但实际上是向后退了。这类似于黑洞中的光子试图从黑洞逃逸,但被引力拉向了相反方向。”

[size=1pc]霍金预测,放射粒子的辐射将处于连续的波长和能量频谱中。他还说,这一现象可以通过仅依赖于黑洞质量的温度来描述。最近的实验在声波黑洞中证实了霍金的这两个预测。

[size=1pc]巴黎第十一大学理论物理学家雷诺·帕伦塔尼(Renaud Parentani)向Live Science表示,“这些实验太奇妙了。”帕伦塔尼从理论角度研究模拟黑洞,但没有参与这项新研究,“这是一个非常精确的实验。从实验方面来看,斯坦豪尔目前是世界领先的利用冷原子研究黑洞物理现象的专家。”

[size=1pc]但帕伦塔尼强调,这项研究是“漫长过程中的一步”,特别是,这项研究没有表明声子对在量子水平上是相关的——这是霍金预测的另一个重要方面。

http://www.ithome.com/0/427/547.htm



网友评论:
这个实验搞笑吧,用低速的模型 模拟黑洞。。。
还声波。。。
在?你就是三眼乌鸦?
一开始还以为霍金多撑几年就能拿诺贝尔奖了,结果是个声波模拟的。


问个问题,黑洞吸收的东西到哪里去了?在周边形成吸积盘?
还是跳不出热力学第二定律
黑洞真的存在吗?

—— 来自 HUAWEI LYA-AL00, Android 9上的 v2.1.0-alpha

事件视界望远镜已经拍到了黑洞。
霍金辐射嘛,黑洞吸收进去的是虚粒子

黑洞照片前几个月都火得都交叉P30P和视觉中国事件了——你没看?

太阳真的存在吗?
换一种思路可不可以?

黑洞也许是高等级文明的保护方式而已。

楼上诸位不要激动。

—— 来自 HUAWEI LYA-AL00, Android 9上的 v2.1.0-alpha
一个问题 杠精真的存在吗?

据说是通过黑体辐射从两极发射到宇宙真空中去了,你可以把黑洞想象成每个星系(包括银河系)中心的超高速发动机。

吸积盘是还没吸进去的东西
当科幻小说看了

—— 来自 HUAWEI COR-AL10, Android 9上的 v2.1.2
黑洞吸收负能量导致自身消失。

我杀我自己!

裂缝产生器

不存在,是视觉中国捏造的
产生的粒子对,为啥只有负能量的粒子会被吸收?引力不是无差别吸引的么。

没有负能量,反粒子能量也是正的。

—— 来自 Xiaomi Mi Note 3, Android 8.1.0上的 v2.1.2
文章出处给一个啊


想顺路问一下各种类型的超新星从爆发到稳定一般持续多久,瞬间?小时?几天?或者是更大的单位?

查了下天关客星目视亮了至少有23天,不会比这个短吧
不知道怎么问比较贴切,大概就好比站在诈要的一定距离外然后引爆,从冲击波到达到冲击波完全经过要多久?

进入黑洞了啊,至于进了黑洞如何....答案是不知道,因为黑洞内的物理法则和黑洞外不同。

所谓的用语言叙述的Hawking辐射,其实无论是科普还是论文里的都不靠谱…………
Hawking辐射是一个单纯的计算结果,原理就是算…………能说的上语言叙述的原理,大概是引力导致的量子反常的间接结果……但是和手性流反常一样也是算的…………

也可能是利用重力防止里面的什么东西逃出来
如果热寂说是法,那么黑洞也不是法外之地,最终肯定会消失了


我的理解是:

虚粒子对分为一正一负(这里正负是电荷,不是能量),所有虚粒子的能量都是负值。(这个负值是指如果虚粒子想不消失,就需要从外界吸收能量转变为实粒子,而单独看虚粒子能量也应该是正值,只是它瞬间就会消失总体上能量等于无穷小?)

然后它们都会被引力吸引,但是有可能出现一个虚粒子逃脱引力,一个粒子被吸引进黑洞的情况。(这里不是全部粒子对都会如此,只有出现在黑洞引力边界的粒子对才有可能。)

然后呢,虚粒子凭空出现是因为它不知从哪儿借来了一份能量,它必须在极短时间内吸收到能量转变为实粒子,否则就会消失,而虚粒子可能通过电磁场等获得能量转变为实粒子。所以其实是虚粒子从黑洞补充了能量变为实粒子,然后又恰好能逃脱黑洞引力陷阱,这就使得黑洞的总能量减少了。而那个落入黑洞的虚粒子,它对黑洞的能量应该并没有影响。(它吸收了能量变为实粒子,但是又落入黑洞使得黑洞获得了能量,两者应该相当。)




qft里没有能量是负的
虚粒子指的是qft里不在壳上的中间态

尽管Hawking文章里的启发性叙述是虚粒子balabala这么说的,而且他的计算方法还用了qft的方法,但是实质上,不需要QFT,也就是不需要把场量子化就能算出hawking辐射(首先,这就没法算,能算也没法重整化),只用量子力学即可,所以和虚粒子没有任何关系。别人用的方法比Hawking的计算简单的很多,只不过是在视界上算KG或者Dirac方程而已
这种直观叙述只不过是科普书里骗人的而已

哦,了解了,多谢。

这么看来,是先算出了数学表达式,然后胡编的理解。